JP2022026359A - Steel pipe joining structure in ground reinforcement method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の鋼管を接合して杭状地盤補強体を形成する際に、前記鋼管を回転圧入工法により地中に貫入して行う地盤補強工法において、鋼管同士を接合する鋼管接合構造に関する。 The present invention relates to a steel pipe joining structure for joining steel pipes to each other in a ground reinforcement method in which the steel pipes are penetrated into the ground by a rotary press-fitting method when a plurality of steel pipes are joined to form a pile-shaped ground reinforcing body. ..
地盤補強工法において複数の鋼管を接合して杭状地盤補強体を形成する場合、一般には施工現場で下側鋼管に対して上側鋼管を溶接接合することが行われている。
しかし、施工現場で溶接技能者を確保することが困難な状況になりつつあり、また、接合部の品質確保の見地からも、人の技量に依存しない施工法が必要とされている。
なお、基礎工法として鋼管を回転圧入工法により地中に貫入して行う場合の鋼管接合構造としては、以下の特許文献1~4などがあるが、それらの鋼管接合構造を地盤補強工法においても採用する場合がある。
In the ground reinforcement method, when a plurality of steel pipes are joined to form a pile-shaped ground reinforcing body, generally, the upper steel pipe is welded to the lower steel pipe at the construction site.
However, it is becoming difficult to secure welding technicians at the construction site, and from the viewpoint of ensuring the quality of joints, a construction method that does not depend on human skill is required.
The following
鋼管杭においては、溶接施工を必要としない鋼管杭の接合方法が種々提案されている。
例えば特許文献1は、工場にて各鋼管本体21の一方の端部22にネジ山を持つ雄継手24を溶接固定し、他方の端部にネジ溝を持つ雌継手26を溶接固定しておくというもので、施工現場では下側の杭鋼管と上側の杭鋼管とは、雄継手24と雌継26手とを螺合させて接合する構造である(符号は特許文献1中の符号を用いた)。
For steel pipe piles, various methods for joining steel pipe piles that do not require welding have been proposed.
For example, in
特許文献2は、上下に隣接する鋼管杭1、1同士の突合せ端部に嵌合させた短い接合管2で嵌合接続するものであるが、接合管2の一端側は工場で溶接により下側の鋼管杭1と接合しておき、接合管2の他端側は上側の鋼管杭1と接合管2との嵌合隙間部12に固化剤13を充填し、固化剤の固化によって両鋼管杭1、1同士を接合するというものである。
In
その他、特許文献3、特許文献4等があり、種々の接合構造が提案されている。
In addition, there are
前記特許文献1~4の鋼管接合構造は、いずれも現場溶接作業を不要とするものではあるが、施工現場において煩雑な接合作業を必要としたり、あるいは複雑な構造であってたりで、必ずしも全体として施工性や経済性等に大きな効果を有するものとは言い難い。
The steel pipe joining structures of
本発明は上記背景のもとになされたもので、曲げ力や地震時に杭状地盤補強体に作用する引張力(引き抜き力)に対する性能を特に要求されない地盤補強工法の場合に、複数の鋼管を接合して杭状地盤補強体を形成する手段として、施工現場での溶接作業が不要となるだけでなく、接合構造がシンプルかつ接合作業が容易で施工性が極めて良好であり、接合品質の確保も容易であり、オーガーで鋼管に回転トルクを与えて地中に貫入する回転圧入工法に適した鋼管接合構造を提供するものである。 The present invention has been made based on the above background, and in the case of a ground reinforcement method in which performance against a bending force or a tensile force (pulling force) acting on a pile-shaped ground reinforcing body at the time of an earthquake is not particularly required, a plurality of steel pipes are used. As a means of joining to form a pile-shaped ground reinforcement, not only welding work at the construction site is not required, but also the joining structure is simple, the joining work is easy, and the workability is extremely good, ensuring the joining quality. It is also easy to provide a steel pipe joining structure suitable for a rotary press-fitting method in which a rotary torque is applied to a steel pipe by an auger to penetrate into the ground.
上記課題を解決する請求項1の発明は、複数の鋼管を接合して杭状地盤補強体を形成する際に、前記鋼管を回転圧入工法により地中に貫入して行う地盤補強工法における鋼管接合構造であって、
接合すべく突き合わせた上下の鋼管の外面にそれぞれ溶接固定された縦長の棒状体と、
前記上下の棒状体がそれぞれ嵌合する輪郭の長孔を有しかつ管外面に沿う断面形状を有する湾曲板と、
前記湾曲板の上下部にそれぞれ設けたボルト挿通孔と同位置にて上下の鋼管にそれぞれ設けたボルト挿通孔とを貫通する上下のボルトと、
前記各ボルトに螺合し締着するナットと
を備えたことを特徴とする。
The invention of
A vertically long rod-shaped body welded and fixed to the outer surfaces of the upper and lower steel pipes butted to be joined, respectively.
A curved plate having a long hole with a contour to which the upper and lower rods are fitted and having a cross-sectional shape along the outer surface of the pipe,
The upper and lower bolts that penetrate the bolt insertion holes provided in the upper and lower steel pipes at the same positions as the bolt insertion holes provided in the upper and lower parts of the curved plate, respectively.
It is characterized by being provided with a nut that is screwed and fastened to each of the bolts.
請求項2は、請求項1の地盤補強工法における鋼管接合構造において、
前記棒状体が四角形断面の棒状体であることを特徴とする。
2. The second aspect of the present invention is the steel pipe joining structure in the ground reinforcement method of the first aspect.
The rod-shaped body is characterized by being a rod-shaped body having a quadrangular cross section.
請求項3は、請求項1又は2の地盤補強工法における鋼管接合構造において、
前記棒状体及び前記湾曲板が、鋼管の直径方向反対側にも設けられていることを特徴とする。
3. The third aspect of the present invention is the steel pipe joining structure in the ground reinforcement method according to the first or second aspect.
The rod-shaped body and the curved plate are also provided on the opposite side in the diameter direction of the steel pipe.
請求項4は、請求項1~3のいずれか1項の地盤補強工法における鋼管接合構造において、
前記杭状地盤補強体の先端部を構成する先端鋼管の先端部に、掘削推進用の翼部材を備えた先端部材が設けられていることを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention is the steel pipe joining structure in the ground reinforcement method according to any one of
A tip member provided with a wing member for excavation propulsion is provided at the tip of a tip steel pipe constituting the tip of the pile-shaped ground reinforcing body.
請求項1の発明によれば、施工現場での複数の鋼管を接合して杭状地盤補強体を形成する際に、現場溶接作業が不要であるばかりでなく、接合構造が極めてシンプルで接合作業が容易であり、以下に記載するように、杭状地盤補強体形成の施工性が極めて良好である。
すなわち、上下の鋼管を接合する場合、回転圧入工法により既に地中に貫入した下側鋼管に上側鋼管を載せ、次いで、湾曲板を、その上下の長孔が上下の鋼管外面に溶接固定された棒状体に嵌まるようにして、上下の鋼管外面に当てる。次いで、上下のボルトを、それぞれ湾曲板の上下のボルト挿通孔及び上下の鋼管のボルト挿通孔に通し、各ボルトの先端部にそれぞれナットを螺合させ締め付ける。
上記の通りであり、施工現場での上下の鋼管の接合作業には困難な要素はなく極めて容易で、特別な技術を要しない。
According to the invention of
That is, when joining the upper and lower steel pipes, the upper steel pipe is placed on the lower steel pipe that has already penetrated into the ground by the rotary press-fitting method, and then the curved plate is welded and fixed to the outer surfaces of the upper and lower long holes. Place it on the outer surface of the upper and lower steel pipes so that it fits into the rod-shaped body. Next, the upper and lower bolts are passed through the upper and lower bolt insertion holes of the curved plate and the bolt insertion holes of the upper and lower steel pipes, respectively, and nuts are screwed and tightened at the tips of the respective bolts.
As described above, there are no difficult elements in the work of joining the upper and lower steel pipes at the construction site, it is extremely easy, and no special technique is required.
上記のように施工される鋼管接合構造は、以下に述べるように、地盤補強工法において杭状地盤補強体を形成する鋼管接合構造としての性能を効果的に確保できるものである。
杭状地盤補強体に作用する圧縮力については、鋼管の外径、断面積を作用圧縮力に対応可能な適切な外径、断面積とすればよい。
そして、棒状体と鋼管との溶接は予め工場にて棒状体を鋼管に溶接固定する。工場で行う棒状体と鋼管との溶接作業には特に困難な要素はない。
As described below, the steel pipe joint structure constructed as described above can effectively secure the performance as a steel pipe joint structure for forming a pile-shaped ground reinforcing body in the ground reinforcement method.
Regarding the compressive force acting on the pile-shaped ground reinforcing body, the outer diameter and cross-sectional area of the steel pipe may be set to an appropriate outer diameter and cross-sectional area corresponding to the acting compressive force.
Then, in the welding of the rod-shaped body and the steel pipe, the rod-shaped body is welded and fixed to the steel pipe in advance at the factory. There are no particularly difficult elements in the welding work between the rod-shaped body and the steel pipe performed at the factory.
上記の通りであり、請求項1の発明は、単に施工現場での溶接作業を不要にしたというだけのものではなく、曲げ力や地震時に杭状地盤補強体に作用する引張力(引き抜き力)に対する性能を特に要求されない地盤補強工法である特徴を有効に生かしたものであり、かつ、オーガーで鋼管に回転トルクを与えて地中に貫入する回転圧入工法の特徴を有効に生かしたものであり、従来技術として述べた鋼管接合構造と比較して、接合構造がシンプルかつ施工現場での接合作業が容易で施工性が大きく改善されるという効果が得られる。
As described above, the invention of
請求項2によれば、棒状体が四角形断面の棒状体であることで、棒状体を鋼管外周面に溶接固定する作業が容易であり、溶接品質も確保し易い。
According to
請求項3によれば、棒状体及び湾曲板が、鋼管の直径方向反対側にも設けられていることで、容易に鋼管接合強度を高くできる。
According to
請求項4によれば、杭状地盤補強体の先端部を構成する鋼管の先端部に、掘削推進用の翼部材が設けられているので、オーガーで鋼管に回転トルクを与えて地中に貫入する回転圧入工法により鋼管による杭状地盤補強体を形成する構成として適切である。
According to
以下、本発明の地盤補強工法における鋼管接合構造を実施するための形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a mode for carrying out the steel pipe joining structure in the ground reinforcement method of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明は、複数の鋼管を接合して杭状地盤補強体を形成する際に、前記鋼管を回転圧入工法により地中に貫入して行う地盤補強工法における鋼管接合構造であり、図1(イ)、(ロ)に一実施例の鋼管接合構造10を示す。図示例の鋼管接合構造10は、杭状地盤補強体11の先端部の鋼管(下側鋼管)2と、その下側鋼管2に接合される上側の鋼管(上側鋼管)1との接合構造(鋼管接合構造)である。
上下の鋼管1、2は、接合すべく突き合わせされ、それぞれの外面にそれぞれ溶接固定された縦長の棒状体3、3と、
前記上下の棒状体3、3がそれぞれ嵌合する輪郭の長孔4a、4aを有しかつ管外面に沿う断面形状を有する湾曲板4と、
前記湾曲板4の上下部にそれぞれ設けたボルト挿通孔4b、4b及び上下の鋼管1、2にそれぞれ設けたボルト挿通孔1a、2aを貫通する上下のボルト6、6、及び各ボルト6、6に螺合し締着されるナット7、7とにより接合されている。
The present invention is a steel pipe joining structure in a ground reinforcing method in which a plurality of steel pipes are joined to form a pile-shaped ground reinforcing body by penetrating the steel pipes into the ground by a rotary press-fitting method. ) And (b) show the steel
The upper and
A
The upper and
前記鋼管接合構造10の構成部品を図2~図5に示す。
図2(イ)は図1(イ)において湾曲板4、及びボルト・ナットを取り外した鋼管側部分のみを示した要部の正面図、(ロ)は(イ)の平面図である。
実施例の上下の鋼管1、2のはサイズは、外径114.3mm、板厚t@@mmである。
上下の鋼管1、2にそれぞれ溶接固定した前記棒状体3の寸法は、図3(イ)、(ロ)に示した通りであり、18mm×18mmの四角形断面で、長さが100mmである。
The components of the steel pipe
FIG. 2 (a) is a front view of a main part showing only the
The sizes of the upper and
The dimensions of the rod-shaped
図4に前記湾曲板4を単独で示す。図4(イ)は湾曲板4の正面図、(ロ)は平面図である。
湾曲板4のサイズは、鋼管の外面に沿う、半径57.6mm、角度120°の円弧板であり、板厚4.5mm、縦長さ600mmである。湾曲板4の円弧面の角度範囲としては角度90°~120°が考えられる。
湾曲板4に設けた前記長孔4aの位置、及び幅寸法、縦長さ寸法は、鋼管1、2に溶接固定した前記棒状体3がやや余裕をもって嵌合するサイズであり、図4中に示した通りである。
FIG. 4 shows the
The size of the
The position, width dimension, and vertical length dimension of the
図5に背面側の湾曲板4'を単独で示す。図5(イ)は図1の背面側から見た湾曲板4'の正面図、(ロ)は平面図である。
この湾曲板4’は、図4の正面側の湾曲板4とは、上下の長孔4aを有さない点のみが異なり、それ以外は同一である。
FIG. 5 shows the curved plate 4'on the back side alone. 5 (a) is a front view of the curved plate 4'seen from the back side of FIG. 1, and (b) is a plan view.
The curved plate 4'is the same as the
実施例の杭状地盤補強体11は先端部の鋼管(下側鋼管)2に、掘削推進用の翼部材21を備えた先端部材22が固定されている。
図6は前記先端部材22を下面から見た図である。
この先端部材22は、下側鋼管2の先端面(下端面)に、直径D0が下側鋼管2の直径dより大で、かつ中央部に、下面側から見て上側にへこんだ直径D1の円形輪郭の凹部25が形成された円形の端面板26を溶接固定している。
前記端面板26における前記凹部25より外側に張り出した鍔部27に、前記端面板26の周縁から中央に向かう切欠き部28を有し、前記切欠き部28の端面板周方向両側に、互いに上下逆向きに傾斜した傾斜面部31、32が形成されている。
そして、前記凹部25に、その中心側から前記切欠き部28の近傍に向かって延びる角形棒状の掘削推進補助バー33が溶接固定されている。
また、端面板26の下面に下向き傾斜面部32を補強する傾斜面部補強部材39が溶接固定されている。
In the pile-shaped
FIG. 6 is a view of the
The
The
A square rod-shaped excavation
Further, an inclined surface
図7は実施例の杭状地盤補強体11の全体を示した図である。図示例では、先端部材22を持つ最下端の鋼管2とその上側の鋼管1とを接合する前述の鋼管接合構造10と、前記上側の鋼管1とさらにその上側の鋼管15とを接合する鋼管接合構造10Aとを備え、上端の鋼管15が杭打ち機の回転駆動部40により回転駆動されて、杭状地盤補強体11の全体が地盤に回転圧入される。
図示例の場合は、下端部の鋼管2が短いので、最下端の鋼管2とその上側の鋼管1とを鋼管接合構造10で接合した状態で、回転駆動部40により地中に回転圧入し、次いで、前記上側の鋼管1とさらにその上側の鋼管15とを鋼管接合構造10’で接合した状態でさらに地中に回転圧入する。
FIG. 7 is a diagram showing the entire pile-shaped
In the case of the illustrated example, since the
上述した鋼管接合構造10によれば、施工現場での複数の鋼管を接合して杭状地盤補強体11を形成する際に、現場溶接作業が不要であるばかりでなく、接合構造が極めてシンプルで接合作業が容易であり、以下に記載するように、杭状地盤補強体11の形成の施工性が極めて良好である。
すなわち、上下の鋼管1、2を接合する場合、回転圧入工法により既に地中に貫入した下側鋼管2に上側鋼管1を載せ、次いで、湾曲板4を、その上下の長孔4aが上下の鋼管1、2の外面に溶接固定された棒状体3に嵌まるようにして、上下の鋼管1、2の外面に当てる。次いで、上下のボルト6、6を、それぞれ湾曲板4の上下のボルト挿通孔4b、4b、及び上下の鋼管1、2のボルト挿通孔1a、2aに通し、各ボルト6の先端部にそれぞれナット7を螺合させ締め付ける。
上記の通りであり、施工現場での上下の鋼管1、2の接合作業には困難な要素はなく極めて容易で、特別な技術を要しない。
According to the steel
That is, when joining the upper and
As described above, there are no difficult elements in the joining work of the upper and
上記のように施工される鋼管接合構造10は、以下に述べるように、地盤補強工法において杭状地盤補強体11を形成する鋼管接合構造としての性能を効果的に確保できるものである。
杭状地盤補強体11に作用する圧縮力については、鋼管1、2の外径、断面積を作用圧縮力に対応可能な適切な外径、断面積とすればよい。
そして、棒状体3と鋼管1、2との溶接は予め工場にて棒状体3を鋼管1、2に溶接固定する。工場で行う棒状体3と鋼管1、2との溶接作業には特に困難な要素はない。
As described below, the steel
Regarding the compressive force acting on the pile-shaped
Then, in the welding of the rod-shaped
上記の通りであり、本発明は、単に施工現場での溶接作業を不要にしたというだけのものではなく、曲げ力や地震時に杭状地盤補強体11に作用する引張力(引き抜き力)に対する性能を特に要求されない地盤補強工法である特徴を有効に生かしたものであり、かつ、オーガーで鋼管に回転トルクを与えて地中に貫入する回転圧入工法の特徴を有効に生かしたものであり、従来技術として述べた各鋼管接合構造と比較して、接合構造がシンプルかつ施工現場での接合作業が容易で施工性が大きく改善されるという効果が得られる。
As described above, the present invention does not merely eliminate the need for welding work at the construction site, but also has performance against bending force and tensile force (pulling force) acting on the pile-shaped
上述したように、本発明は、曲げ力や地震時に杭状地盤補強体に作用する引張力(引き抜き力)に対する性能を特に要求されない地盤補強工法に適用されるもので、主として木造建築物の施工においての適用が想定される。
鋼管径としては114.3mmφ~165.2mmφの範囲、板厚は@@mm~@@mm(原稿注:数値を入れて下さい)を想定している。
実施例では、鋼管1、2の背面側には棒状体3を設けておらず、したがって、背面側の湾曲板4’には長孔4aを設けていないが、必要があれば設けてもよい。
As described above, the present invention is applied to a ground reinforcement method that does not particularly require performance against a bending force or a tensile force (pulling force) acting on a pile-shaped ground reinforcing body at the time of an earthquake, and is mainly used for construction of wooden buildings. It is expected to be applied in.
The steel pipe diameter is assumed to be in the range of 114.3 mmφ to 165.2 mmφ, and the plate thickness is assumed to be @@ mm to @@ mm (manuscript note: please enter the numerical value).
In the embodiment, the rod-shaped
1 鋼管(上側鋼管)
1a (上側鋼管の)ボルト挿通孔
2 鋼管(下側鋼管)
2a (下側鋼管の)ボルト挿通孔
3 棒状体
4 湾曲板
4a 長孔
4b (湾曲板の)ボルト挿通孔
4’(背面側の)湾曲板
6 (上下の)ボルト、
7 ナット
10 鋼管接合構造
11 杭状地盤補強体
22 先端部材
26 端面板
25 凹部
26 端面板
27 鍔部
28 切欠き部
31 上向きの傾斜面部
32 下向きの傾斜面部
33 掘削推進補助バー
39 傾斜面部補強部材
40 (杭打ち機の)回転駆動部
1 Steel pipe (upper steel pipe)
1a (upper steel pipe)
2a (lower steel pipe)
7
Claims (4)
接合すべく突き合わせた上下の鋼管の外面にそれぞれ溶接固定された縦長の棒状体と、
前記上下の棒状体がそれぞれ嵌合する輪郭の長孔を有しかつ管外面に沿う断面形状を有する湾曲板と、
前記湾曲板の上下部にそれぞれ設けたボルト挿通孔と同位置にて上下の鋼管にそれぞれ設けたボルト挿通孔とを貫通する上下のボルトと、
前記各ボルトに螺合し締着するナットと
を備えたことを特徴とする地盤補強工法における鋼管接合構造。 It is a steel pipe joining structure in the ground reinforcement method in which the steel pipe is penetrated into the ground by the rotary press-fitting method when a pile-shaped ground reinforcing body is formed by joining a plurality of steel pipes.
A vertically long rod-shaped body welded and fixed to the outer surfaces of the upper and lower steel pipes butted to be joined, respectively.
A curved plate having a long hole with a contour to which the upper and lower rods are fitted and having a cross-sectional shape along the outer surface of the pipe,
The upper and lower bolts that penetrate the bolt insertion holes provided in the upper and lower steel pipes at the same positions as the bolt insertion holes provided in the upper and lower parts of the curved plate, respectively.
A steel pipe joining structure in a ground reinforcement method, characterized in that each bolt is provided with a nut that is screwed and fastened.
One of claims 1 to 3, wherein an end face plate provided with a wing member for excavation propulsion is provided at the tip of a tip steel pipe constituting the tip of the pile-shaped ground reinforcing body. Steel pipe joint structure in the ground reinforcement method described in.
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